Hapen kuljetus

Niistä Hapen kuljetus tarkoittaa fysiologista prosessia organismissa, jossa happea kuljetetaan alveoleista kaikkiin kehon soluihin. Tapahtuvat monimutkaiset fysikaaliset ja kemialliset prosessit, jotka liittyvät läheisesti toisiinsa. Jos nämä prosessit häiriintyvät, kehon voi olla riittämätöntä happea.

Mikä on hapen kuljetus?

Energian tuottamiseksi organismissa hapetetaan hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit. Tämä hapetus tunnetaan myös nimellä palaminen ja vaatii happea reagenssina. Hapettumisen on kuitenkin tapahduttava kaikissa kehon soluissa energian tuottamiseksi, jotta sitä varten tarvittava happi on kuljetettava ilmassa keuhkojen alveoleista tasaisesti kaikkiin kehon alueisiin. Tämä voidaan tehdä vain kuljettamalla happea.

Hapen kuljetus on riippuvainen tietyistä fysikaalisista ja kemiallisista vaikuttavista muuttujista ja tekijöistä. Kuljetusmuotoja on kaksi mahdollista. Suurin osa hapesta on palautuvasti sitoutuneena hemoglobiinin rauta-atomiin kompleksisen sidoksen kautta. Vähemmässä määrin happi voidaan liuottaa myös suoraan veriplasmaan.

Happi diffundoituu keuhkoalveoleista (alveoleista) veriplasmaan. Mitä suurempi osapaine on alveoleissa, sitä enemmän happea pääsee vereen. Happirikas veri virtaa ensin vasempaan kammioon ja sieltä kuljetetaan valtimoverinä valtimoiden kautta kohdeelimiin ja kohdesoluihin.

Sekä palautuvasti sitoutuneena hemoglobiiniin että vapaasti veressä liuennut happi vapautuvat sieltä ja saavuttavat yksittäiset solut. Tällöin syntyy palamistuotetta hiilidioksidia, joka yhdessä käyttämättömän hapen kanssa palaa keuhkovaltimoon laskimoverin kautta. Keuhkoissa hiilidioksidi vapautuu ja uloshengitys tapahtuu, ja samalla uusi happi imeytyy vereen alveolien kautta.

Toiminto ja tehtävä

Tärkein hapen kuljetuksen tehtävä on jakaa hengitettävä happi tasaisesti kaikille kehon soluille. Tämä on hapen kuljetuksen suurin haaste.

Kehon soluissa energian lähteet, hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit hapetetaan energian vapautumisen myötä. Energia ylläpitää kaikkia elämän prosesseja. Jos hapen tarjonta lopetetaan, sairastuneet solut kuolevat. Kun happea tarvitaan enemmän, kuten fyysisen työn aikana, happea on kuljetettava enemmän kuin lepovaiheissa.

Tällaisessa tapauksessa on välttämätöntä, että hapen pitoisuuseron ero keuhkoalveolien ja veriplasman välillä on suurempi kuin silloin, kun tarve on alhaisempi. Hengitys ja syke nousevat vastaavasti. Hapen osapaine kasvaa. Tällä tavalla enemmän happea liukenee veriplasmaan tai sitoutuu hemoglobiiniin.

Hemoglobiini muodostaa monimutkaisia ​​yhdisteitä raudan kanssa, joka voi sitoa vielä enemmän happimolekyylejä sen jälkeen kun ensimmäinen happimolekyyli on absorboitunut. Hemoglobiinin perusyksikkö, heme, on rauta (II) kompleksi, jossa on neljä globiinimolekyyliä. Hemin rautaatomi voi sitoutua neljään happimolekyyliin. Kun ensimmäinen happimolekyyli on sitoutunut, hemen konformaatio muuttuu siten, että lisähapen otto on entistä helpompaa. Hemoglobiinin väri muuttuu tummasta vaaleanpunaiseksi.

Hemoglobiinin kuormitus riippuu useista fysikaalisista ja kemiallisista tekijöistä, jotka liittyvät läheisesti toisiinsa. On olemassa yhteistyövaikutus, joka ilmenee hemoglobiinin lisääntyneessä happiaffiniteetissa sen korkeamman kuormituksen kanssa.

Matala pH-arvo korkealla hiilidioksidin osapaineella edistää kuitenkin hapen täydellistä vapautumista hemoglobiinista. Sama pätee lämpötilan noustessa. Muutokset näissä fyysisissä olosuhteissa tapahtuvat kehon eri toimintatilojen puitteissa, joten organismin hapenjakelu on optimaalisesti koordinoitu normaalisti toimivan hapen kuljetuksen kanssa.

Löydät lääkkeesi täältä

Sairaudet ja vaivat

Jos ruumiille ei enää tarjota happea optimaalisesti, se voi johtaa toiminnallisiin rajoituksiin ja sairastuneiden elinten vajaatoimintaan. Happia ei voida varastoida kehossa. Siksi aktiivista hapenkuljetusta on ylläpidettävä jatkuvasti kaikissa elämän prosesseissa. Kuitenkin, jos hapen syöttö keskeytetään vain muutamiksi minuutiksi, seurauksena on usein peruuttamaton elinvaurio tai jopa elimen vajaatoiminta.

Optimaalisesti toimiva verenkierto on edellytys hapen sujuvalle kuljetukselle. Verenkiertoelimistön häiriöt, jotka johtuvat arterioskleroottisista verisuonimuutoksista, verihyytymistä tai tukkeista, voivat merkittävästi heikentää kehon hapenottoa.

Kun verisuonet kapenevat, verenpaine nousee, jotta elimet toimittavat happea edelleen. Sydänkohtauksen, aivohalvauksen tai keuhkoembolian tapauksessa veren ja siten hapen saanti voidaan estää kokonaan.

Muita syitä kehon riittämättömään happeatoimitukseen ovat erilaiset sydänsairaudet, joihin liittyy pumppauskapasiteetin väheneminen. Näitä ovat yleinen sydämen vajaatoiminta, sydämen rytmihäiriöt tai tulehduksellinen sydänsairaus. Viime kädessä ne eivät enää aiheuta tarpeeksi verta päästäkseen asianomaisiin kohdeelimiin.

Riittämätön hapenjakelu organismille voi kuitenkin johtua myös verisairauksista tai tietyntyyppisistä myrkytyksistä. Esimerkiksi hiilimonoksidimolekyyli kilpailee happimolekyylin kanssa sitoutumispaikoista hemoglobiinissa samanlaisen molekyylirakenteen vuoksi. Hiilimonoksidimyrkytys on siksi vain riittämätöntä happea, joka voi johtaa tukehtumiseen kuolemaan.

Lisäksi on olemassa erilaisia ​​geneettisiä verisairauksia, jotka vaikuttavat hemoglobiinin rakenteeseen ja aiheuttavat kroonista hapenpuutosta. Sirppisoluanemia voidaan mainita esimerkkinä. Muut anemian muodot (anemia) aiheuttavat myös jatkuvaa hapenpuutetta.